(2013•蚌埠一模)如图所示,电源的电动势E=4V、内阻r=0.3Ω,电路左端接有R=0.1Ω的定值电阻,右端接有一间

(2013•蚌埠一模)如图所示,电源的电动势E=4V、内阻r=0.3Ω,电路左端接有R=0.1Ω的定值电阻,右端接有一间距d=27cm水平放置的平行板电容器.整个装置处于磁感应强度B=1.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中.开关S闭合后,一带电粒子恰好能以速率v在电容器两板间做半径为r=10cm的匀速圆周运动,取g=10m/s2
(1)带电粒子带何种电荷?求该粒子的比荷([q/m]);
(2)求带电粒子的运动速率v;
(3)若带电粒子运动到竖直最高点时,突然撤掉电容器所在区域的磁场,则此后粒子在两板间如何运动?(设平行板电容器足够长)
xiaoqi135 1年前 已收到1个回答 举报

sam_yuan 幼苗

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解题思路:(1)(2)电场力和重力平衡,洛伦兹力提供向心力,根据平衡条件和牛顿第二定律分别列式求解;(3)突然撤掉电容器所在区域的磁场,电场力和重力不变,依然平衡,粒子做匀速直线运动.

(1)上极板带负电,下极板带正电,由此判断带电粒子带正电.
带电粒子在场中恰好做匀速圆周运动,故重力和电场力平衡,有:
q[U/d=mg
两极间的电压为:
U=
R
R+rE=
1
4E
代入数据解得:
q
m=2.7C/kg
(2)洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
qvB=m
v2
r]
解得:v=[qBR/m]=2.7×1×0.1=0.27m/s
(3)带电粒子沿着逆时针方向做匀速圆周运动,撤去磁场后,粒子水平向左做匀速直线运动.
答:(1)带电粒子带正电荷;该粒子的比荷[q/m]为2.7C/kg;
(2)带电粒子的运动速率v为0.27m/s;
(3)若带电粒子运动到竖直最高点时,突然撤掉电容器所在区域的磁场,此后粒子在两板间水平向左做匀速直线运动.

点评:
本题考点: 带电粒子在混合场中的运动;闭合电路的欧姆定律.

考点点评: 本题关键是明确粒子的受力情况和运动情况,然后结合牛顿第二定律、平衡条件列式求解,基础问题.

1年前

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